BTS 工具系统在数控车床中的应用
摘要：主要介绍数控加工中刀具的一般使用；
BTS工具系统的发展史；BTS工具系统在数
控车床中的应用；圆柱柄的发展；通用型数控车削工具系统的发展
关键词：数控车床；
BTS 工具系统；
刀具的选用和切削用量的选择在数控加工工艺中是非常重要的；它不仅关系到生产效
率的高低，而且关系到加工工件的尺寸精度和表面质量的非常重要的一步；所以数控车床
刀具必须具有稳定的切削性能，能够经受较高的切削速度，能够稳定的断屑和卷屑，能够
较快的进行选刀和换刀。所以数控车床应该具有像数控铣床一样的工具系统。
1.数控车床刀具的选择。
数控车床工具系统是车床刀架与刀具之间的连接环节的总称。它的作用是能够使刀具迅
速的定位和更换，以及传递回转刀具所需的动力。数控工具系统一般的组成一部分是刀具，
另一部分是刀夹片，自动换刀装置的刀库，刀具的识别装置和刀具自动检测装置。为了适应
数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求
,近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用 ,
在数量上达到整个数控刀具的
30 %～40 %，金属切除量占总数的 80 %～90 %。数控刀具与
普通机床上所用的刀具相比
,有许多不同的要求,主要有以下特点 : (1) 刚性好 ( 尤其是粗加工
刀具
) ，精度高 ,抗振及热变形小 ;(2) 互换性好 ,便于快速换刀 ;(3) 寿命高 ,切削性能稳定、可
靠
;(4) 刀具尺寸便于调整 ,以减少换刀调整时间 ;(5) 刀具可靠地断屑或卷屑 ,利于切屑排除 ;
(6) 系列化 ,标准化 ,以利于编程和刀具管理。
2.数控加工切削用量的选择。
合理选择切削用量的原则是，粗加工时
,一般以提高生产率为主 ,但也应考虑经济性，
加工设备的稳定性和加工成本；半精加工和精加工时
,应在保证加工质量的前提下 ,兼顾切
削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册
,并结合经验而定。
(1) 切削深度 t :在机床、工件和刀具刚度允许的情况下 ,t 就等于加工余量 ,这是提高生产率的
一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留一定的余量进行半精加工
和精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。
(2) 切削宽度 L一般 L 与刀具直径 d 成
正比
,与切削深度成反比。经济型数控加工中 ,一般 L 的取值范围为 : L = (0. 6～0. 9) d 。(3)
切削速度
v :提高 v 也是提高生产率的一个措施 ,但 v 与刀具耐用度的关系比较密切。随着 v
的增大
摩擦随之增大,温度升高，刀具耐用度急剧下降 ,故 v 的选择主要取决于刀具耐用度。
另外
,切削速度与加工材料也有很大关系 ,例如用立铣刀铣削合金钢 30CrNi2MoVA 时 ,v 可
采用
8m/ min 左右 ;而用同样的立铣刀铣削铝合金时 ,v 可选 200m/ min 以上。(4) 主轴转速 n
(r/ min) :主轴转速一般根据切削速度 v 来选定。计算公式为 n = v/πd式中 ,d 为刀具或工件直
径
(mm) 。数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调倍率) 开关 ,可在加工过程中对主轴
转速进行整倍数调整。
(5) 进给速度 vF :vF 应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀
具和工件材料来选择。
vF 的增加也可以提高生产效率。加工表面粗糙度要求低时 ,vF 可选择
得大些。在加工过程中
,vF 也可通过机床控制面板上的修调开关进行人工调整 ,但是最大进
给速度要受到设备刚度和进给系统性能等的限制。随着数控机床在生产实际中的广泛应用
,
数控编程已经成为数控加工中的关键问题之一。编程人员必须熟悉刀具的选择方法和切削用
量的确定原则。从而保证零件的加工质量和加工效率
,充分发挥数控机床的优点 ,提高企业的
经济效益和生产水平
3.工具系统的发展史。
本世纪七十年代末八十年代初，随着机械加工行业中被加工零件的形状日益复杂，精
度的不断提高，以及批量少，加工品种多的要求。在电子工业取得巨大进步的基础上，自动
换刀数控车削中心机床取得了日益广泛的应用。相应地，对于这类机床刀具也提出了一些新
的要求。模块式车削工具系统也在此基础上发展起来。这种工具一般都可以将切削部分从刀